Czarne dziury bez tajemnic, Steven Gubser i Frans Pretorius

Nieco czasu mi zeszło na przeczytanie książki Stevena Gubsera i Fransa Pretoriusa, dotyczącej tego fascynującego działu fizyki, czyli astrofizyki czarnych dziur. Jak już wcześniej wspominałem w komentarzu na blogu Moreni, dość szybko można się zorientować, że to dobrej jakości nauka. Po przeczytaniu całości, muszę się poprawić. Mamy do czynienia z nadzwyczajnie dobrej jakości popularyzacją, bardzo ciekawej tematyki.
Autorzy są szanowanymi fizykami. Frans Pretorius, jest specjalistą od relatywistyki. Natomiast Steven Gubser, zajmuje się raczej fizyką wysokich energii, a nawet teorią strun.

Oboje mają wiele publikacji i są wybitnymi specjalistami w swoich dziedzinach. Steven Gubser, został profesorem, w wieku około czterdziestu lat. Co jest sporym osiągnięciem, nawet w Ameryce, gdzie nie ma habilitacji.

Jak zazwyczaj w książkach dotyczących tego działu astrofizyki, pierwszy rozdział stanowi wprowadzenie do szczególnej teorii względności.

Naczytałem się tego wielokrotnie, toteż przyznaję, że za pierwszym razem, tylko przejrzałem. Potem przeczytałem uważniej i w zasadzie, nie mam nic do zarzucenia.

Autorzy bardzo przystępnie, przedstawiają narodziny i samą koncepcję ogólnej teorii względności.

Przy tym, warto odnotować, bardzo zgrabne wytłumaczenie rzekomych paradoksów, zwłaszcza tak zwanego "paradoksu bliźniąt". Wcześniej nie zdawałem sobie nawet sprawy, że tak można.

Następnie, przechodzimy oczywiście do opisu ogólnej teorii względności. Tutaj autorzy poradzili sobie również nadzwyczaj dobrze. Sporo przydatnych schematów, pomagających zrozumieć, w końcu niełatwe koncepcje. W dodatku, wyjaśnienie, które myślę, że powinno ostrzec przed najczęstszymi błędami myślowymi, popełnianymi przez początkujących.

Na szczególną pochwałę zasługuję sam dokładny opis tego, jak materia powoduje zakrzywienie czasoprzestrzeni.

Kolejny rozdział, dotyczy czarnych dziur Schwarschilda. Rozwiązanie równań ogólnej teorii względności, jest najprostszym. Zostało znalezione przez Karla Schwarschilda w 1916 roku, zaledwie rok po ogłoszeniu przez Einsteina prac z ogólnej teorii względności. Co nie znaczy, że tak całkiem łatwo je znaleźć, mi przeliczenie tego zajęło około dziesięciu stron A4 (ale ja rozwlekle pisze :P).

W każdym razie, na przykładzie czarnych dziur Schwarschilda, najłatwiej zrozumieć różne koncepcje, które się z nimi wiążą i są ważne później. Jak, na przykład, horyzont zdarzeń.

Ten rozdział również jest na bardzo wysokim poziomie, zwracają uwagę bardzo dobre analogie i eksperymenty myślowe. Dobre, ale nie jak dla idiotów, czy małych dzieci.

Kolejny jest poświęcony czarnym dziurom Kerra, oprócz masy i posiadających także moment pędu  - mówiąc prościej, wirującym. Ponieważ takie, występują we Wszechświecie, zostało im poświęcone sporo miejsce.

Następnie przechodzimy do opisu czarnych dziur we Wszechświecie. Tutaj, bardzo ważny jest fragment, który opisuje pracę astrofizyków, sposób w jaki tworzą modele rzeczywistości. Dzięki temu, czytelnik może dowiedzieć się, skąd w zasadzie wiemy, że obserwowane obiekty są właśnie czarnymi dziurami. Nie zawsze tego rodzaju wątpliwości mogą zostać łatwo rozwiane.

Mamy solidne podstawy, by mówić, że to tak wygląda

Kolejny rozdział dotyczy zderzeń czarnych dziur. Ci, którzy przez ostatnie lata, nie spali pod kamieniem, zapewne domyślą się, że przy okazji, Pretorius i Gubser, przechodzą do opisu fal grawitacyjnych. Ten tekst też jest na wyższym poziomie, niż większość popularyzatorskich. Autorzy nie przechodzą na poziom akademicki, ale zarazem szanują inteligencję czytelnika.

Ostatnią część książki, poświęcono kwestiom termodynamiki czarnych dziur, m.in. promieniowaniu Hawkinga. To najtrudniejszy w odbiorze rozdział, chociaż nadal dość dobry.

Mam też wrażenie, że w nim, pierwsze skrzypce grał Steven Gubser (wskazują na to wtręty z teorii strun, którą się zajmował), a poprzednie pisał głównie Pretorius. Gubser zdaje się mieć po prostu cięższe pióro. Ale to moje subiektywne wrażenie i domysły, może się mylę.

Jeśli chodzi o samą treść, to byłoby na tyle. Czas więc na kilka uwag natury ogólnej.

Przede wszystkim, trzeba bardzo pochwalić autorów, że nie bali się równań. Spokojnie, to nadal książka popularnonaukowa! Jednak, często wielu popularyzatorów wykazuje wręcz paranoiczny strach przed stosowanie jakichkolwiek równań. A nie da się ukryć, że one potrafią bardzo pomóc w przedstawieniu nie tylko sposobu myślenia fizyków, czy astronomów, ale i w samym zrozumieniu przedstawionych pojęć.

Szczególnie w wypadku ogólnej teorii względności. Równanie Einsteina naprawdę nie jest długie, a można nawet laikowi opisać, jak lewa strona opisuje zakrzywienie czasoprzestrzeni, a prawa materię.

Ach, te straszne równania...

Wydaje mi się, że jeśli ktoś w ogóle sięga po tego rodzaju książkę, nie przestraszy się głupich paru równań na krzyż.

Chwała zatem Pretoriusowi i Gubserowi, że się odważyli, książka tylko na tym zyskała. Zarazem jednak, nie powinna sprawić trudności i humaniście.

Kolejny punkt, w którym trzeba autorów pochwalić, to analogie. Są oczywiście bardzo potrzebne, ale wielu popularyzatorów fizyki i astronomii, stosuje je nadmiernie, czy też zwyczajnie głupie, jak dla idiotów, czy małych dzieci.

Szczególnie celuje w tym Leonard Susskind, skądinąd bardzo dobry fizyk. Nie wiem, czy on sądzi, że ludzie poniżej 80 IQ czytają jego książki, ale tak to niestety wygląda.

Pretorius i Gubser szanują inteligencję czytelnika i bardzo dobrze.

Przyczepiłbym się tylko dwóch rzeczy.

Pierwsza sprawa, jeśli już wrzucamy tych kilka równań, to można by rozpisać tensor Einsteina, powiedzieć, że składa się z tensora Ricciego i metrycznego. Tym bardziej, że w rozdziale przedostatnim, gdzie omawiane są fale grawitacyjne, mamy odwołanie do koncepcji tensora Ricciego. Zatem, raptem wyskakuje nam "nowe" pojęcie.

A można by tego bardzo łatwo uniknąć. W rozdziale , w którym tłumaczone są podstawy ogólnej teorii względności, mamy co prawda napisane, że tensor Einsteina, jest szczególnym przypadkiem tensora Riemanna, ale już można by wtedy wprowadzić tensor Ricciego. Miałoby to znacznie więcej sensu.

Kolejna rzecz, to brak jakichkolwiek odniesień do źródeł. Jak również i/lub spisu lektur, by czytelnik mógł rozszerzyć swoją wiedzę. Tutaj bardzo wielki minus, bo jednak wypadałoby przy każdym rozdziale dać odpowiednie odnośniki. 

W idealnym świecie, mógłby się jeszcze pojawić jakiś mały dodatek matematyczny, tłumaczący na przykład podstawy geometrii różniczkowej.

Miałem swoisty dylemat, oceniając tę książkę. Z jednej strony, to jedna z najlepszych książek popularnonaukowych, jakie czytałem. Spokojnie poleciłbym ją każdemu, kto choć trochę interesuje się nauką.

Chociażby swojej partnerce, która takie zainteresowania wykazuje, ale jest absolwentką, zdecydowanie humanistycznego kierunku. Tak zresztą zrobię, efekty później tutaj zrelacjonuję ;).

Także, ostatecznie, z pewnym wahaniem i ciężkim sercem, ale jednak:

9/10